Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Патогенетическое обоснование риска развития профессиональных заболеваний легких при воздействии пылевого фактора

На правах рукописи

Андриенко Людмила Алексеевна

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РИСКА РАЗВИТИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЛЕГКИХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПЫЛЕВОГО ФАКТОРА

14.03.03 - патологическая физиология

15 ЯНВ 2015

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Кемерово — 2015

"05557171

005557171

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор Песков Сергей Александрович

Официальные оппоненты:

Поляков Лев Михайлович - доктор медицинских наук, профессор, ФГБОУ «Научно-исследовательский институт биохимии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, заместитель директора по научной работе, руководитель лаборатории медицинской биотехнологии

Логвиненко Ирина Ивановна — доктор медицинских наук, профессор, ФГБУ «НИИ терапии и профилактической медицины» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, заместитель директора по научной и лечебной работе

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр клинической и экспериментальной медицины» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Защита состоится «_»_2015 г. в_ часов на заседании

диссертационного совета Д 208.035.02 при ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России по адресу: 650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Минздрава России и на сайте www.kemsma.ru

Автореферат разослан <

2014 г.

Разумов Александр Сергеевич

О-/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Рост профессиональной заболеваемости, инвалидизации и смертности трудоспособного населения вопреки снижению объемов производства делает проблему своевременной диагностики и профилактики важной медицинской, социальной и экономической задачей (Потеряева Е.Л., 2010; Измеров Н.Ф., 2012). По мнению исследователей это связано с тем, что комбинированное, комплексное, сочетанное действие производственных факторов, характерное для современного производства, определяет полисистемное поражение организма и патоморфоз производственно обусловленных заболеваний (Кузьмина Л.П., 2008; Шпагина Л. А., 2010). Поэтому одним из приоритетных направлений профилактической медицины в рамках общероссийской программы «Здоровье на производстве» является изучение общих закономерностей и механизмов влияния факторов производственной среды на человека с целью снижения риска для здоровья работающего населения, своевременного выявления профессиональных заболеваний (Измеров Н.Ф., 2008; 2012).

Заболевания бронхолегочной системы, вызываемые воздействием промышленных аэрозолей, остаются одной из ведущих форм профессиональной патологии и занимают второе место по распространенности в структуре профессиональных болезней (Измеров Н.Ф., 2012). В настоящее время механизмы формирования пылевой патологии легких включают в себя нарушение иммунологической реактивности с формированием системного воспалительного ответа, окислительно-метаболических процессов, нейрогормональной регуляции. Установлено, что форма бронхолегочного заболевания зависит от типа иммунного реагирования (Величковский Б.Т., 2003). Взаимодействие фагоцитов с промышленными аэрозолями приводит к генерации активных форм кислорода, развитию «окислительного стресса», нарушению структуры и функций биологических мембран, гипоксии в тканях (Кацнельсон Б.А., 1995; Маянский Д.Н., 1995; Величковский Б.Т., 2003; Бачинский О.Н., 2011, С^ипЫ^'е 1.0., 2014). В ходе многолетних исследований было установлено, что гипоксия - один из обязательных патогенетических факторов многих (в том числе и профессиональных), базисным молекулярныв^мехДни?мом®\

¿ГО- / / Г-'

которой является митохондриальная дисфункция (Лукьянова Л.ШЧ2004, 2(Ц"1)/В 00 немногочисленных работах (в основном экспериментальных)!о

влиянию производственных факторов на процессы энергопродукции, установлено, что митохондриальная дисфункция, характеризующаяся угнетением активности ферментов дыхательной цепи, запускает структурно-морфологические и метаболические нарушения, возникающие в результате гипоксического воздействия фактора (Воробьева В.В., 2011; Жукова А.Г., 2011; Фоменко Д.В., 2011; Chereh Р., 2013).

Степень ее разработанности

Существенный вклад в изучение патогенеза профессиональных заболеваний легких внесли исследования отечественных и зарубежных ученых: Величковского Б.Т., 1995, 2003; Кацнельсона Б.А., 1995; Милишниковой В.В., 2000; Дуевой JT.A., 2003; Фоменко Д.В., 2011; Юдиной Т.В., 2013; Constantin В., 1999; Henderon W.R.Jr., 2002; Lee J.D., 2010; Harrington A.D., 2013. В их работах изложены патогенетические особенности формирования пылевой патологии легких при воздействии пылевых аэрозолей различного состава.

За последнее время большое значение приобретают проблемы ранней диагностики нарушений здоровья работающего населения для своевременного выявления состояния предболезни и развития заболеваний. Однако, несмотря на многообразие подходов в выборе прогностических критериев риска развития профессиональной патологии легких (Кирьяков В.А., 2010; Фоменко Д.В., 2011, Павловская Н.А., 2012) вопросы поиска новых технологий обследования, информативных биомаркеров индивидуальной чувствительности для прогнозирования пылевых заболеваний легких нуждаются в дальнейшей разработке. Это позволило определить цель и задачи настоящего исследования.

Цель исследования: определить характер реагирования гипофизарно-надпочечниковой, тиреоидной и иммунной систем, окислительно-метаболических процессов при воздействии пылевого фактора для оценки риска развития профессиональных заболеваний легких.

Задачи исследования

1. Определить содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой и тиреоидной систем у рабочих, контактирующих с пылевыми аэрозолями и бмде^А^^ОТ^еской пылевой патологией легких.

/у* А. <^з\*1йть характер окислительно-метаболических процессов в

^е'й^рс^УМлах, 2ритР°Цитах и лимфоцитах у рабочих, контактирующих с - / / ""*/

^.^ыл«^1мраэрга6лями и больных хронической пылевой патологией легких.

3. Оценить параметры клеточного и гуморального звеньев иммунитета у рабочих, контактирующих с пылевыми аэрозолями и больных хронической пылевой патологией легких.

4. Патогенетически обосновать алгоритм риска развития профессиональной патологии легких в условиях предварительных и периодических медицинских осмотров у лиц пылеопасных производств.

Научная новизна

Установлено, что у высокостажированных рабочих независимо от степени фиброгенности пылевого фактора снижается функциональная активность щитовидной железы, у больных профессиональными заболеваниями легких наряду со снижением гормонального тиреоидного профиля параллельно снижается активность и гипофизарно-надпочечниковой системы.

Показано, что в динамике воздействия пыли различной фиброгенности у рабочих пылеопасных профессий происходит гиперактивация окислительно-метаболических процессов, что проявляется повышением концентрации диеновых коньюгатов и малонового диальдегида на фоне снижения активности каталазы, сукцинатдегидрогеназы и а-глицерофосфатдегидрогеназы, определяя развитие окислительного стресса.

Установлено, что у рабочих пылеопасных профессий в динамике пылевого воздействия отмечается повышение продукции про- и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1р, ФНО-а, ИЛ-4), увеличение количества активированных и экспрессирующих Раз-рецепторы лимфоцитов, развивается клеточный иммунодефицит по Т-типу.

Впервые установлено, что в условиях гипоксии при воздействии пылевых аэрозолей активность митохондриальных ферментов лимфоцитов (СДГ и а-ГФДГ) коррелирует с показателями активности перекисного окисления липидов в эритроцитах, концентрацией провоспалительных цитокинов, функциональной активностью щитовидной железы и надпочечников.

Теоретическая и практическая значимость работы Полученные данные расширяют представления о аспектах профессиональных пылевых заболеваний л/ неконтролируемый окислительный стресс с участием цитокинов; нарушение иммунологической реактивности по иммунодефицита, снижение функции щитовидной железы и глн

функции надпочечников), что позволило использовать уровень исследованных биомаркеров в прогнозировании развития профессиональной патологии легких.

Предложено использовать алгоритм исследования для оценки состояния здоровья у лиц пылеопасных производств на этапе предварительных и периодических медицинских осмотров с формированием диспансерных групп динамического наблюдения, что позволило бы своевременно проводить эффективную персонифицированную первичную и вторичную профилактику у рабочих пылеопасных профессий, реально использовать систему контрактирования.

Методология и методы исследования

Объектом исследования были 116 рабочих, контактирующих с пылевыми аэрозолями на производстве. Для решения поставленных задач использован комплекс биохимических и иммунологических методов исследования. Достоверность полученных результатов подтверждена статистическими методами.

Положения, выносимые на защиту

1. Важными патогенетическими критериями риска развития пылевой патологии легких являются: гипоксия, окислительный стресс, снижение иммунологической реактивности и функциональной активности гипофизарно-надпочечниковой, тиреоидной систем.

2. В условиях гипоксии выраженность нейтрофил-индуцированного окислительного стресса, митохондриальной недостаточности лимфоцитов, изменений иммунологической реактивности с формированием синдрома системного воспалительного ответа, снижение функциональной активности щитовидной железы и надпочечников зависят от длительности воздействия и степени фиброгенности пылевого фактора.

3. Применение алгоритма риска развития профессиональных заболеваний, включающего исследование митохондриальной активности лимфоцитов в сочетании с показателями гормональной, иммунной систем, параметров окислительного метаболизма нейтрофилов и эритроцитов позволяет проводить

верификацию и персонифицированную профилактику

^пр/фцссьной патологии легких у рабочих пылеопасных профессий, /^б'п/пет^. достоверности и апробация материалов диссертации

тр/ф^сс / .члГ1

епаЕ^ достоверности полученных результатов проведенного

е- у ъ г

хЪ. йсслздоцдагкя определяется применением современных лабораторных методов,

достоверной выборкой исследуемых пациентов и достаточным объемом фактического материала и подтверждена адекватными методами статистической обработки данных.

Результаты диссертации обсуждены и доложены на X Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2011); ежегодных конференциях Всероссийской диагностической медицинской ассоциации ДиаМА (Екатеринбург, 2012; Иркутск, 2014); Всероссийской научно-практической конференции «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности работников в современных условиях» (Ростов-на-Дону, 2012); областной научно-практической конференции «Инновационное развитие многопрофильной клиники: 80 лет на службе здоровья» (Новосибирск, 2013), областной научно-практической конференции для врачей в ГБУЗ НСО «ГНОКДЦ» (Новосибирск, 2014), заседании проблемной комиссии «Функциональные основы гомеостаза» (Новосибирск, 2014).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 2 - в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, иллюстрирована 8 таблицами и 19 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственного исследования, обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Список цитированной литературы содержит 278 источников, в том числе 86 зарубежных.

Личный вклад автора

Разработка дизайна исследования, анализ отечественной и зарубежной литературы, формирование клинических групп, сбор материала, проведение лабораторных исследований, статистическая обработка и научный анализ полученных данных, написание диссертации выполнены лично автором.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

В исследование включены 116 мужчин, из них контактирующих с пылевыми аэрозолями (ПА) на произволе пациентов (48,2%) с хронической пылевой патологией проходивших профилактический осмотр на базе клиники проАйаюла Новосибирского научно-исследовательского инспг

Роспотребнадзора и ГБУЗ НСО Государственного Новосибирского областного клинического диагностического центра.

Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом. Все пациенты подписали информированное согласие.

Первую группу составили 30 рабочих в возрасте от 40 до 56 (49±5,0) лет со стажем пылевого воздействия (СПВ) от 5 до 25 (12±3,9) лет. Во вторую группу вошли 56 больных ХППЛ в возрасте от 40 до 60 (53±4,7) лет года со стажем пылевого воздействия от 8 до 34 (19,7±4,4) лет. Из них 30 больных пневмокониозом (ПК) от воздействия высоко и среднефиброгенной пыли (ВСФП) (силикоз — 46,6%, антракосиликоз — 54,4%) и 26 больных хроническим пылевым необструктивным бронхитом • (ХПНБ) от воздействия низкофиброгенной пыли (НФП). Контрольную группу составили 30 мужчин — практически здоровых доноров в возрасте от 45 до 55 (49±3,8) лет, без воздействия пылевых аэрозолей на рабочем месте. Все обследованные больные имели начальную стадию (I стадию) профессионального заболевания, продолжали работать в своей профессии и контактировать с ПА. Рабочие пылеопасных профессий разделены на две подгруппы: первая (16 чел.) - лица, контактирующие с ВСФП (с содержанием свободного 8Ю2 10% и более), вторая (14 чел.) - лица, контактирующие с НФП (с содержанием свободного БЮ2 меньше 10% или не содержащей кремнезём). Кроме того, в зависимости от длительности воздействия промышленной пыли рабочие первой группы были распределены на подгруппы малостажированных (стаж воздействия производственного фактора до 10 лет) и высокостажированных рабочих (стаж воздействия более 10 лет). По полу, возрасту, профессии, стажу пылевого воздействия обследуемые группы больных и рабочих были сопоставимы.

У всех обследованных лиц, контактирующих с ПА, определяли индекс курения. Рассчитывали величину пылевой нагрузки, полученной в течение всего периода работы и кратность превышения предельно допустимой пылевой нагрузки.

Характеристика условий труда обследованных лиц. В группах обследованных лиц, контактирующих с ПА, на рабочих местах имелось цельно допустимых концентраций (ПДК) промышленной пыли сварочного аэрозоля). Средние концентрации кремнезема б^г?^ с колебаниями от 4,0 мг/м3 до 40,8 мг/м3 (ПДК 1-2 мг/м3),

угольной пыли - 34,5 мг/м3 с колебаниями 12-66 мг/м3 (ПДК 2-4 мг/м3). Концентрация сварочного аэрозоля превышала ПДК (2-4 мг/м3) в 4-20 раз.

Методы исследования. Забор крови из кубитальной вены у обследованных лиц проводили утром натощак. Активность митохондриальных ферментов (сукцинатдегидрогеназы - СДГ, а-глицерофосфатдегидрогеназы - а-ГФДГ) лимфоцитов определяли цитохимическим методом (Nachlas М.М., 1957) в модификации Р.П. Нарциссова (1969).

Исследование иммунного статуса включало определение относительного содержания лимфоцитов и их субпопуляций методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител «Сорбент» (Москва), цитокинов методом твердофазного иммуноферментного анализа тест-системами «Вектор-Бест» (Новосибирск), иммуноглобулинов классов А, М, G на биохимическом анализаторе AU 480 (США) стандартными сертифицированными наборами «BioSystems» (Испания).

Оценка показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты эритроцитов включала определение диеновых коньюгатов (ДК) (Верболович В.П., 1989), малоновогодиальдегида (МДА) (Гончаренко М.С., 1985), активности каталазы (Королюк М.А., 1961), содержания свободных SH-групп (Рубина Х.М., 1988). Окислительный метаболизм нейтрофилов оценивался НСТ-тестом в спектрофотометрической модификации (Полевщиков A.B., 1984).

Концентрации адренокортикотропного (АКТГ), тиреотропного (ТТГ) гормонов, кортизола, трийодтиронина (Тз), тироксина (Т4) определялись сертифицированными наборами на иммунохимическом анализаторе IMMULATE 2000 (Германия).

Результаты исследования обрабатывали с применением пакетов программы SPSS 13,0. Величины параметров в таблицах представлены в виде средней арифметической и стандартной ошибки средней (М±т). Проверка гипотезы о соответствии выборочного распределения исследованных показателей теоретически нормальному проводилась с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Достоверность межгрупповых различий оценивали с помощью критериев Стьюдента или Манна—Уитни в зависимостцот типа распределения. Считали достоверным уровень вероятности Gosfq&ty'ffia' Для определения связи между изучаемыми признаками "~и<?г*о£ьзовади коэффициенты корреляции Пирсона и Спирмена. ¡о ^ 1?3-]

% Н

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой и тиреоидной систем. В динамике у рабочих, контактирующих с НФП, отмечено по сравнению с контролем достоверное снижение концентрации АКТГ и Т4, при контакте с ВСФП - концентрации АКТГ, кортизола, Т4 (таблица 1).

Таблица 1— Динамика концентрации гормонов в обследованных группах, М± ш

Показатель Группа контроля (п=30) Рабочие, контактирующие с пылевыми аэрозолями ХППЛ

Низкофиброгенная пыль (п=14) Высоко-и среднефиброгенная пыль(п=16) ХПНБ (п=26) ПК (п=30)

До 10 лет Более 10 лет До 10 лет Более 10 лет

АКТГ, мкМЕ/л 94,4±6,58 92,4±1,6 92,5±0,9 р=0,05 87,8±0,92 р=0,03 85,7±2,48 р=0,001 68,1 ±9,7 р=0,001 52,2±4,82 р=0,001

Кортизол, нМ/л 524,8± 1,6 511,5±8,6 506,1±4,1 507,3±7,4 502,4±4,29 р=0,007 466,1±68,3 р=0,001 368,5±32,0 р=0,001

пт, мкМЕ/мл 2,2±0,26 2,1±0,08 2,3±0,11 2,3±0,14 2,2±0,12 2,2±0,4 2,4±0,25 р=0,001

Трийодти-ронин, нМ/л 1,9±0,3 1,9±0,06 1,7±0,15 2,1±0,24 1,8±0,09 1,7±0,15 1,6±0,29 р=0,001

Тироксин, нМ/л 116,3±3,7 113,2±5,92 112,1±1,9 р=0,01 110,3±1,0 р=0,001 103,6±8,0 р=0,001 109,1±10,8 р=0,001 97,6±8,0 р=0,001

При ХПНБ определялись достоверно низкие концентрации АКТГ, кортизола,

тенденция к снижению концентрации Тз, Т4 и увеличению концентрации ТТГ

относительно группы контроля; при ПК концентрации АКТГ, кортизола, Тз, Т4

определялись достоверно ниже, а содержание ТТГ выше контрольных значений.

Корреляционный анализ выявил изменение силы и структуры межгормональных

взаимоотношений в динамике пылевого воздействия (АКТГ — Т4 г=-0,69; р<0,05

при СПВ менее 10 лет и г=-0,66; р<0,05 при СПВ более 10 лет), исчезновение связи

мезкяУч Нжтзолом и Т4 у высокостажированных рабочих, что свидетельствует о Х'цутл Ц

^сдаж^йии рёгушяторного влияния гормонов ГНС и щитовидной железы в развитии /^к^ен^го

/ со у / ^ |

\ бшгьщ&х ЗШГГД выявлено увеличение числа межгормоналъных корреляций: между

11

АКТГ и кортизолом (г=0,65; р=0,001), Тз (г=0,34; р=0,009),Т4 г=0,6; р=0,001), кортизолом и Т4 (г=0,57; р=0,001), Тз и Т4 (г=0,32; р=0,015), что отражает повышение значимости гормонов щитовидной железы и глюкокортикоидов в формировании пылевой патологии и может быть использовано в качестве маркеров развития заболеваний легких.

Показатели окислительно-метаболических процессов лимфоцитов. В динамике пылевого воздействия у рабочих, контактирующих с НФП и ВСФП до 10 лет, индекс активности митохондриальных ферментов лимфоцитов (СДГ, а-ГФДГ) имел тенденцию к снижению, достоверно не отличаясь от значений контроля. Тогда как при увеличении стажа работы активность СДГ и а-ГФДГ достоверно в сравнении с контролем снижалась (р<0,05). В группе больных ХППЛ индекс активности СДГ и а-ГФДГ регистрировался достоверно ниже контрольных значений (р<0,05). Наибольшие изменения индекса активности митохондриальных ферментов лимфоцитов отмечены при воздействии ВСФП у рабочих и больных ПК (рисунок 1 -здесь и в последующих таблицах и графиках: НФП - рабочие, контактирующие с низкофиброгенной пылью, ВСФП — рабочие, контактирующие с высоко- и среднефиброгенной пылью; <10 - длительность контакта до 10 лет, >10 - длительность контакта более 10 лет; ХПНБ - хронический пылевой необструктивный бронхит; ПК - пневмокониоз).

у.е.

200

180

160

140

120

100

ГIII

КГ НФП<10 НФП>10 ВСФП<10ВСФП>10 ХПНБ

ПК

• индекс активности СДГ □ индекс активности а-ГФДГ

* - р<0,05 — по сравнению с контролем

Рисунок 1 —Динамика индекса активности а-ГФДГ и контактирующих с ПА и больных ХППЛ

Эффективное количество СДГ и а-ГФДГ, выражающееся в среднем количестве продукта окислительной реакции в одном лимфоците, также достоверно снижалось относительно контроля в большей степени а-ГФДГ при ПК.

Корреляционный анализ выявил сильные отрицательные связи между СПВ и активностью митохондриальных ферментов лимфоцитов (г=- 0,86 и для СДГ и для а-ГФДГ. при р<0,001) у рабочих пылеопасных профессий, свидетельствуя о развитии напряженного состояния энергопродукции у высокостажированных рабочих, которое у больных ХППЛ перерастает в стойкий клеточный биоэнергодефицит, более выраженный при воздействии высоко- и среднефиброгенной пыли.

Влияние пылевых аэрозолей на окислительный метаболизм нейтрофилов и эритроцитов. В динамике воздействия как низкофиброгенной, так и высокофиброгенной пыли отмечена активация исходного окислительного метаболизма нейтрофилов в спонтанном НСТ-тесте (индекс фагоцитоза, ИФ) и снижение резерва их биоцидности в зимозан-индуцированном тесте (коэффициент функциональной метаболической активности, КФМА) (рисунок 2)(А - ИФ; Б -КФМА).

А.

У.е.

150 130 110 90 70 50 30

ИФ

....... . I

Б.

0,5 ] 0,4 |

0,3 -|

0,2 -!

!

0,1 \

о 1-

КГ НФП ВСФП ХПНБ ПК ■ СПВ<10 л □СПВ>10л

КФМА

I

КГ НФП ВСФП ХПНБ ПК

| СПВ<10л аСПВ^Ол

в сравнении с контролем и£Ь5нок 2 — Динамика показателей окислительного метаболизма нейтрофилов в обследованных группах

Установлена прямая корреляционная связь между СПВ и индексом фагоцитоза (г=0,86; р<0,001). Вероятно, длительная генерация активных форм кислорода нейтрофилами в условиях воздействия ПА приводит к истощению их резервных возможностей, что является благоприятным фоном для развития профессиональной пылевой патологии легких.

В системе прооксиданты-антиоксиданты эритроцитов во всех обследованных группах наблюдалась активация процессов ПОЛ, что выражалось в достоверном по сравнению с контролем (р<0,001) высоком содержании МДА и ДК, снижении активности каталазы и уровня 8Н-групп в эритроцитах (рисунок 3).

50 0

* * * * * * * 1 М Ш гО 1

и

контроль НФП<10 НФП>10 ВСФП<10 ВСФП>10 ХПНБ ПК

0 МДА,мкМ/л*эр □ДК,мкМ/л*зр В каталаза,Мкат/л Э8Н-группы,мкМглу/г НЬ

*- р <0,001 в сравнении с контролем Рисунок 3 — Динамика показателей системы «прооксиданты-антиоксиданты»

эритроцитов в обследованных группах

В динамике воздействия как НФП, так и ВСФП дисбаланс в системе прооксиданты-антиоксиданты усиливался. Концентрации МДА, ЭН-групп, активность каталазы коррелировали с длительностью пылевого воздействия (п=0,64; г2=-0,69; гз=-0,7 при р<0,05). У больных ХППЛ система прооксиданты-антиоксиданты характеризовалась выраженным дисбалансом в сторону увеличения активности процессов липопероксидации на фоне угнетения антиоксидантной системы (р<0,001).

Отмечены корреляционные зависимости между параметрами окислительно-метаболических процессов в эритроцитах и лимфоцитах у рабочих, контактирующих с ПА и больных ХППЛ. Активность СДГ, а-ГФДГ коррелировала с концентрацией МДА (п=-0,64; гг=-0,58 при р=0,001 - у рабочих пьщщпасных профессий, п=-0,44; Г2=-0,46 при р<0,05- у больных ХППЛ)у^сЙ каталазы (Г1=0,6; гг=0,57 при р=0,001 - у рабочих пылеопасных ] гг=0,67 при р<0,05- у больных ХППЛ), с концентрацией сульфр^шль^^^гр^ (Г1=0,6; Г2=0,64 при р=0,001 - у рабочих пылеопасных профессий^- г^^-гг-0лй при р<0,05- у больных ХППЛ).

Полученные результаты свидетельствуют о роли метаболических нарушений в развитии бронхолегочной патологии при воздействии ПА, характеризующиеся системным окислительным стрессом и биоэнергетическим дефицитом, а показатели окислительно-метаболических процессов эритроцитов и лимфоцитов могут быть использованы в качестве биомаркеров формирования пылевой патологии легких у рабочих промышленного производства.

Показатели клеточного и гуморального звеньев иммунитета. У рабочих пылеопасных профессий состояние клеточного иммунитета в динамике воздействия, как НФП, так и ВСФП характеризовалось снижением числа СОЗ+, СЭ4+, СБ8+ лимфоцитов, повышением количества С025+ и экспрессирующих РаБ-рецепторы лимфоцитов (р<0,05) (таблица 2). Установлено, что число СОЗ+, С08+, СБ95+ коррелировало со стажем пылевого воздействия (п—-0,56; Г2=-0,55; гз=+0,42 при р<0,05). В группе больных ХППЛ изменения клеточного иммунитета характеризовались выраженным Т-клеточным иммунодефицитом (снижение числа СОЗ+, С04+, С08+ лимфоцитов), повышением количества В-лимфоцитов, натуральных киллеров, увеличением числа активированных лимфоцитов и С095+, более выраженные у больных ПК (р<0,05).

Таблица 2 — Динамика иммунологических показателей у рабочих пылеопасных

профессий, М±т

Показатель Группа контроля (п=30) Рабочие, контактирующие с пылевыми аэрозолями

НФП (п=14) ВСФП (п=16)

До 10 лет Более 10 лет До 10 лет Более 10 лет

CD3+,% 63±3,5 59±1,0* 58±0,83* 57±4,9* 55±1,12*

CD4+, % 42±2,3 39±1,0* 38±2,1* 35±3,2* 36±1,12*

CD8+, % 26±3,2 22±2,1* 20±1,5* 23±2,9* 19±1,5*

CD20+, % 11±3,0 9±1,8 9±0,8 8±1,3* 9±1,1

CD56+, % 12±2,6 11±1,9 12±3,9 12±2,1 10±1,8*

CD25+, % 1±0,09 1±0,7 0±0,05 3±0,07* 3±1,0*

CD95+, % 46±4,9 50±2,5* 52±0,83* 55±2,3* 55,8±2,1*

1,5±0,17 1,8±0,16* 1,9±0,1* 1,48±0,16 1,7±0,19*

3,3±0,57 3,3±0,28 3,12±0,1 2,6±0,4* 2,8±0,25*

1,59±0,2 1,5±0,03 1,51±0,02 1,45±0,03 1,46±0,4*

/ \ —■А—/—-а ;|12,6±1,8 » 12,0±0,7 12,5±0,4 13±1,3 12,3±0,87

о /—-/-з»т---

• ГТрт|0чацйе: *^р<0,05 в сравнении с контролем

Cdf

Снижение числа СБ8+ и повышение количества С056+ свидетельствует об увеличении цитотоксического потенциала клеточного звена иммунитета, а повышение числа лимфоцитов, экспрессирующих Раз-рецепторы - об активации апоптических процессов.

Изменения гуморального звена иммунитета выражались в достоверном снижении содержания иммуноглобулина А в группе контактных с ВСФП рабочих пропорционально стажу пылевого воздействия и у больных ПК (р<0,05).

Цитокиновый профиль характеризовался повышенным содержанием про- и противовоспалительных цитокинов как у мало-, так и высокостажированных рабочих. Установленные корреляционные связи между стажем работы и концентрациями ФНО-а (г=0,65), ИЛ-ф (г=0,52), ИЛ-2 (г=0,6), ИЛ-4 (г=0,61) при р<0,05 свидетельствуют о ранних нарушениях в системе цитокиновой регуляции при воздействии пылевых аэрозолей. У больных ХППЛ отмечена гиперпродукция ФНО-а и ИЛ-4 (р<0,001), в меньшей степени повышалась концентрация ШТ-1Р и ИЛ-2. Более выраженное смещение цитокинового дисбаланса в сторону увеличения активности провоспалительных цитокинов отмечено при воздействии ВСФП (рисунок 4). пг/мл

160 140 120 100 80 60 40 20 0

*•----Ф----->?±---

- -т---т

/

——

—*—ИЛ-2

—* — ФНО-* а

■ ч. —«г—ИЛ-

*.....ИЛ-4

КГ

НФП<10 НФП>10 ВСФП<10 ВСФП>10 ХПНБ

ПК

* - р< 0,05 в сравнении с контролем ^ ^ (..

Рисунок 4 — Динамика концентрации про- и противовоспалите^^ёгх Ьцтоки - -- -

V

рабочих, контактирующих с ПА и больных "

Корреляционный анализ выявил зависимость функциональной активности иммунокомиетентных клеток от энергетического баланса как у лиц первой группы, так и у больных ХППЛ. Отмечается прямая корреляционная связь между количеством С04+лимфоцитов и активностью СДГ у рабочих пылеопасных профессийи больных XIIIIЛ (Г1=0,37, р=0,04; гг=0,53, р=0,004). Обнаружена тесная корреляционная зависимость между концентрацией цитокинов (ФНО-а, ИЛ-2, ИЛ-4) и активностью митохондриальных ферментов. Концентрация ФНО-а коррелировала с активностью а-ГФДГ (г=-0,б1, р=0,001 - у рабочих пылеопасных профессий, г=-0,44, р=0,001- у больных ХППЛ), концентрация ИЛ-2 - с активностью СДГ и а-ГФДГ (п=-0,43; Г2=-0,45 при р=0,001 - у рабочих пылеопасных профессий, п=-0,4; гг=-0,38 при р<0,05- у больных ХППЛ), концентрация ИЛ-4 - с активностью СДГ и а-ГФДГ (п=-0,57; Г2=-0,49 при р=0,001 - у рабочих пылеопасных профессий, Г1=-0,43; гг=-0,64 при р<0,05- у больных ХППЛ). Установлена обратная зависимость между активностью СДГ, а-ГФДГ и количеством С095+лимфоцитов (п=-0,56, р=0,001 и г2—0,5, р=0,005 - у рабочих пылеопасных профессий; п=-0,65, р=0,001 и гг=-0,66, р=0,001 - у больных ХППЛ). Вероятно, энергетический дисбаланс при воздействии ПА, характеризующийся митохондриальной дисфункцией, определяет снижение эффекторной активности лимфоцитов и развитие иммунодефицита, а увеличение экспрессии Раз-рецепторов на лимфоцитах инициирует процессы апоптоза.

Результаты проведенного исследования позволили выделить важные патогенетические аспекты формирования пылевых профессиональных заболеваний легких (рисунок 5).

Установлено, что патогенетическую значимость в формировании профессиональных заболеваний легких при воздействии ПА имеют нейтрофил-индуцированный окислительный стресс, дисбаланс в системе оксиданты-антиоксиданты в сторону оксидантов, биоэнергетическая недостаточность, Т-клеточный иммунодефицит с увеличением активности провоспалительных питпкингт снижение г^нкциональной активности щитовидной железы и

/

Промышлеина я пыль

Активация макрофагов

¿АКТГ, Тз, Т4, кортизола

и

Биоэнергетическая недостаточность асдг, а-ГФДГ)

г N ТФНО-а, г Активация

ИЛ-1(3, ИЛ-4 нейтрофилов

Т-клеточный иммунодефицит

Апоптоз С-м системного

(некроз), фиброз г-7" 4 воспаления

Профессиональные заболевания

Рисунок 5 — Концептуальная схема патогенеза профессиональных заболеваний

С учетом полученных данных и на основе комплексного подхода разработан алгоритм риска развития профессиональных заболеваний при динамическом наблюдении у рабочих пылеопасных профессий. Данная технология основана на выявлении лиц, чувствительных к пылевому фактору и формировании групп диспансерного учета. Первую группу (I) составляют условно здоровые рабочие, II—группа умеренного риска, III — группа высокого риска, IV— группа высокостажированных рабочих и больных с профессиональным заболеванием.

На первом этапе при проведении массовых и периодических медицинских осмотров среди рабочих пылеопасных профессий предполагается определять иммунный статус, включая цитокины (ФНО-а, ИЛ-4), уровень активности митохондриальных ферментов лимфоцитов (а-ГФДГ, СДГ), каталазы эритроцитов, концентрацию МДА, ДК эритроцитов, кортизола, Т^Гт^^ех обследованных лиц. В результате проведенного тестирования йбрЙсд о в ан I лица подразделяются на две группы. В первую группу вхо дягЯя[ 11са^^усТгнцио здоровые лица), имеющие нормальные показатели. От^йвч^^гС^^ат *| углубленному обследованию на втором этапе. Динамическое\чтб¥г{шГоиие ьй-/

X'*- 4Г V 1 • 4' V

данной группе рекомендуется проводить один раз в 1-2 года при медицинских осмотрах. Во вторую группу входят лица с измененными показателями, это лица с умеренным риском развития профессиональной патологии. У лиц второй группы на втором этапе рекомендуется определение в динамике ДК и МДА, содержания 8 Н-групп, провоспалительных (ФНО-а, ИЛ-1Р) и противовоспалительных (ИЛ-4) цитокинов, ИЛ-2, НСТ-теста, концентрацию АКТГ, ТТГ наряду с клинико-функциональными исследованиями 1 раз в полгода, так как изменение данных параметров может быть одним из ранних доклинических признаков развития профессиональной патологии. Лица с измененными в динамике показателями исследуемых систем составляют третью группу — лица с высоким риском развития профессиональной патологии. В ходе третьего этапа рабочие, имеющие прогрессирующие изменения исследованных показателей выделяются в четвертую группу, в которую могут входить высокостажированные рабочие пылеопасных профессий и больные хронической пылевой патологией легких.

При умеренном риске развития профессиональных заболеваний в условиях контакта с пылевым фактором возможно сохранение трудовой деятельности, при высоком риске — целесообразно прекращение контакта с фактором и рациональное трудоустройство.

Использование алгоритма риска развития профессиональных заболеваний при динамическом наблюдении у рабочих пылеопасных профессий позволит на донозологическом этапе выявить риск развития профессиональной патологии, уменьщить неблагоприятное влияние производственных факторов, определив тактику первичной индивидуальной профилактики и лечебно-оздоровительных мероприятий. В плане первичной профилактики актуальным является система контрактирования. Проведенное исследование доказало, что наиболее рациональным сроком контрактирования рабочих современного производства при воздействии пылевого фактора является 10-летний период.

ВЫВОДЫ

/^^^.^й^уике пылевого воздействия независимо от степени фиброгенности »шдерто/ЧфакшЬа у высокостажированных рабочих происходит снижение

^ / ^ / VI

^шийшьшо^! активности щитовидной железы, у больных )^фев£и<уСальйМми заболеваниями легких наряду со снижением гормонального

тиреоидного профиля уменьшается активность и гипофизарно-надпочечниковой системы.

2. При увеличении длительности воздействия и степени фиброгенности

«прооксиданты/антиоксиданты» эритроцитов в сторону преобладания прооксидантов (МДА, ДК) на фоне угнетение активности каталазы, происходит активация окислительного метаболизма нейтрофилов и снижение активности митохондриальных ферментов лимфоцитов СДГ и а-ГФДГ, что свидетельствует о развитии системного окислительного стресса.

3. В динамике воздействия пылевых аэрозолей независимо от степени фиброгенности развивается Т-клеточный иммунодефицит, характеризующийся снижением числа СБЗ+, С04+, СБ8+ и повышением содержанием лимфоцитов, экспрессирующих Раз-рецепторы, на фоне увеличения концентрации про- и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1Р, ФНО-а, ИЛ-4).

4. Наибольшую патогенетичекую значимость в формировании профессиональной пылевой патологии легких имеют снижение функциональной активности надпочечников и щитовидной железы, нарушение клеточного звена иммунитета со смещением баланса про- и противовоспалительных цитокинов в сторону повышения концентрации провоспалительных медиаторов, активация оксидантной системы на фоне угнетения антиоксидантной защиты, митохондриальная (биоэнергетическая) недостаточность.

5. Комплексный подход к обследованию рабочих, контактирующих с промышленными аэрозолями, включающий исследование гормонального статуса, параметров окислительного метаболизма нейтрофилов, эритроцитов, лимфоцитов и иммунологической реактивности позволяет оценить риск развития профессиональных заболеваний легких у рабочих пылеопасных профессий и составляет основу алгоритма риска развития профессиональной пылевой патологии легких с выделением диспансерных групп наблюдения.

пылевых

аэрозолей определяются

изменения

в

системе

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В целях повышения эффективности профилакт развития профессиональной патологии легких пр*

воздействии, рекомендовано на этапе периодических о? '^уч

медицинских осмотров использование у рабочих пылео]

комплекса исследований, включающего параметры окислительгйя?

нейтрофилов и эритроцитов, клеточного иммунитета и цитокинового профиля с определением активности митохондриальных ферментов лимфоцитов СДГ и а-ГФДГ, показателей гипофизарно-надпочечниковой и тиреодной систем (концентрации АКТГ, кортизола, Тз, Т4).

2. По данным исследования иммунного, гормонального, окислительно-метаболического статуса наиболее безопасным сроком работы на пылеопасных производствах является стаж не более 10 лет, поэтому целесообразно использовать алгоритм прогнозирования риска развития профессиональной патологии легких в системе контрактирования рабочих.

3. На основе алгоритма прогнозирования с определением маркеров высокого риска развития профессиональной патологии легких целесообразно дифференцировать рабочих по степени риска развития патологии с выделением основных четырех групп динамического диспансерного наблюдения: I группа — условно здоровые рабочие; II группа — рабочие с умеренным риском; III группа — лица с высоким риском; IV группа — высокостажированные рабочие и лица с профессиональной патологией легких для проведения своевременных профилактических мероприятий и ограничения или прекращения трудовой деятельности в условиях воздействия промышленных пылевых аэрозолей.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

1. Андриенко, Л. А. Рискометрия при пылевом производственном воздействии / Л.А. Андриенко, С. А. Песков, Е.Л. Смирнова // Медицина и образование в Сибири (электронный научный журнал). — 2014. — № 1 http://ngmu.ru/cozo/mos/article/text 1и11/рЬр?1(1=1248 — 6с.

2. Андриенко, Л.А. Состояние клеточного и гуморального иммунитета при пылевом производственном воздействии / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Е.Л. Смирнова // Медицина и образование в Сибири (электронный научный журнал). -2014. -№ 1 ЬПр://пати.ги/сого/то5/аП!с1еДех^1г111/р11р?}(Д=1274 - 6с.

Материалы конференций

3. Андриенко, Л.А. Мониторинг активности митохондриальной био^^А&Л&члимфоцитов при воздействии вибрации и пылевых аэрозолей /

£ ^ндрц§нко^С.А. Песков, Н.Г. Никифорова // Материалы обл. науч.-практ.

1Ное развитие многопрофильной клиники: 80 лет на службе

А ^ • „' »

¡ювъ^>. -/Новосибирск, 2013. - С. 5-6.

/

4. Андриенко, Л.А. Прогностическая значимость оценки цитокинового профиля у рабочих пылеопасных профессий / Л.А. Андриенко, С. А. Песков, Е.Л. Потеряева //Клиническая лабораторная диагностика. — 2013. — № 9. — С. 117.

5. Андриенко, Л.А. Рискометрические биоэнергетические маркеры при эколого-производственном воздействии вибрации и пылевых аэрозолей / Л.А. Андриенко, С. А. Песков, Н.Г. Никифорова // Сб. статей «Современные диагностические и лечебные технологии». — Барнаул — 2013. — С. 401-403.

6. Андриенко, Л.А. Роль нарушений энергетического обмена лимфоцитов в формировании производственно обусловленной патологии при воздействии эколого-производственных факторов / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Н.Г. Никифорова // «Актуальные проблемы профилактической медицины»: материалы первой городской, науч.-практ. конф.врачей. — Новосибирск, 2007. — С. 173-175.

7. Андриенко, Л. А. Особенности иммунных нарушений при пылевом производственном воздействии / Л. А. Андриенко, С. А. Песков, Е. Л. Смирнова // материалы ежегодной конференции ДиаМА «Актуальные проблемы деятельности консультативно-диагностических центров». — Иркутск, 2014. — С.

8. Андриенко, Л. А. Рискометрические биологические маркеры при воздействии промышленных пылевых аэрозолей / Л. А. Андриенко. С. А. Песков, Е. Л. Смирнова // Материалы ежегодной конференции ДиаМА «Актуальные проблемы деятельности консультативно-диагностических центров». — Иркутск, 2014.-С. 195-197.

9. Значимость молекулярно-генетических маркеров для оценки индивидуального риска развития висцеропатий у рабочих пылеопасных профессий / С.А.Песков, Е.Л. Потеряева, Л.А. Андриенко и др. // Медицина труда и промышленная экология. - 2008. — № 11. — С. 40.

10. Значимость мониторинга энергетического статуса лимфоцитов в медицине труда / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Е. Л. Смирнова и др. // Материалы X Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье». — Москва, 2011. - С. 25 —

194-195.

у рабочих пылеопасных профессий: учеб.- метод, пособие / С.А. Песков, Е.Л. Потеряева, Е.А. Цикаленко, Л.А. Андриенко, Е.Л. Смирнова, Н.Г. Никифорова. -Новосибирск: Сибмедиздат НГМУ, 2012. — 36 с.

13. Медико-биологическое прогнозирование риска развития гастропатий у рабочих пылеопасных профессий: учеб.- метод, пособие / С.А. Песков, Е.Л. Потеряева, О.Ю. Дорн, Л.А. Андриенко, Е.Л. Смирнова, Н.Г. Никифорова. — Новосибирск: Сибмедиздат, НГМУ, 2012. — 28 с.

14. Мониторинг биоэнергетической активности митохондрий лимфоцитов в контексте профилактики производственного воздействия вибрации и пылевых аэрозолей / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Е. Л. Потеряева и др. // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности работников в современных условиях». — Ростов-на-Дону, 2012.-С. 29-31.

15. Некоторые метаболические аспекты и митохондриальная дисфункция при воздействии производственных факторов / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Н.Г. Никифорова и др. // III Всероссийский съезд врачей-профпатологов: сб. материалов. - Новосибирск: ООО «Югус-Принт», 2008. — С. 395-396.

16. Некоторые показатели иммунного статуса в оценке эколого-производственного воздействия промышленных пылевых аэрозолей и вибрационного фактора на организм рабочих / С.А. Песков, О.Ю. Дорн, Л.А. Андриенко и др. // Медицинская иммунология - 2007. — Т. 9, № 2 —3,— С. 306-307.

17. Эколого-производственное воздействие пылевых аэрозолей и мониторинг митохондриальной дисфункции лимфоцитов / Л.А. Андриенко, С.А. Песков, Е.Л. Потеряева и др. // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - № 3 (23). - Приложение 2 (часть I). - С. 83 - 84.

" / ш

Список сокращений

АКТТ — адренокортикотропный гормон ВСФП — высоко- и среднефиброгенная пыль а-ГФДГ — а-глицерофосфатдегидрогеназа ДК — диеновые коньюгаты ИЛ-1р - интерлейкин-1(3 ИЛ-2 — интерлейкин-2 ИЛ-4 — интерлейкин-4 ПРИ — иммуно-регуляторный индекс ИФ — индекс фагоцитоза

КФМА — коэффициент функциональной метаболической активности МДА — малоновый диальдегид

НСТ - нитросиний тетразолий

НФП - низкофиброгенная пыль

ПА - пылевые аэрозоли

ПК - пневмокониоз

СДГ - сукцинатдегадрогеназа

СПВ - станс пылевого воздействия

ФНО-а - фактор некроза опухоли-а

ТЗ - трийодтиронин

Т4 - тироксин

ТТГ - тиреотропный гормон

ХПНБ - хронический пылевой необструктивный бронхит

ХППЛ - хроническая пылевая патология лёгких

БН- - сульфгидрильные группы

группы

Подписано в печать 24.12.2014. Формат 60 х 84/16 Бумага офсетная. Гарнитура Times. Ризография Усл. печ. л. 1,38. Тираж 100 экз. Изд. № 243п. Эригинал-макет изготовлен издательством «Сибмедиздат» НГМУ Новосибирск, Залесского, 4 Тел.: (383) 225-24-29. E-mail: sibmedizdat@yandex.ru Отпечатано в типографии НГМУ Новосибирск, Залесского, 4 Тел.: (383) 225-24-29